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對(duì)于高品質(zhì)再生水的大規(guī)模生產(chǎn)，更凸顯了膜技術(shù)在資源化利用方面的重要戰(zhàn)略意義。2000年開(kāi)始，MBR開(kāi)始應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的實(shí)際工程項(xiàng)目，歷經(jīng)十年的發(fā)展，已經(jīng)由最開(kāi)始的工業(yè)、建筑給排水領(lǐng)域拓展到市政供水和排水領(lǐng)域。應(yīng)用于MBR的超濾膜材料也由聚丙烯膜（PP）向聚乙烯膜（PE），再向聚偏氟乙烯膜（PVDF）完成了三次膜材料上的突破，降低了MBR的投資成本及運(yùn)行費(fèi)用。中國(guó)水網(wǎng)的MBR專題調(diào)查致力于為水務(wù)工作者揭開(kāi)中國(guó)水務(wù)市場(chǎng)上MBR工程應(yīng)用的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，幫助各地方政府主管單位、水務(wù)投資者更深入的了解中國(guó)水務(wù)的MBR市場(chǎng)。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，膜材料及其組件的生產(chǎn)制備，是整個(gè)MBR工藝技術(shù)的核心要素。
膜材料、膜組件的提升是降低MBR投資及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵
調(diào)研中，中國(guó)水網(wǎng)MBR專題調(diào)查組走訪中發(fā)現(xiàn)，很多投資者或業(yè)主單位對(duì)于MBR的工程應(yīng)用主要有以下幾方面擔(dān)心：1、總體投資費(fèi)用要高于同樣出水標(biāo)準(zhǔn)的其它處理工藝；2、噸水的運(yùn)行費(fèi)用高，目前MBR單元噸水運(yùn)行費(fèi)用約為0.7元人民幣/噸，同樣出水標(biāo)準(zhǔn)的其它處理單元如濾布濾池噸水的運(yùn)行費(fèi)用可低至很多；3、MBR的電耗高；4、對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員的素質(zhì)要求高。而對(duì)于MBR的整體市場(chǎng)而言，目前沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方法，也阻礙了MBR的推廣。
目前各種制備應(yīng)用于MBR的超濾膜材料方法中，它們制備的超濾膜材料PVDF的耐污染性、硬度、強(qiáng)度、通量等指標(biāo)都不相同，這些關(guān)鍵性指標(biāo)也直接影響著MBR工程的投資和運(yùn)行費(fèi)用，MBR工程應(yīng)用在國(guó)內(nèi)近十年的迅速發(fā)展，也是得益于膜材料的不斷進(jìn)步和膜組件的更新。
PVDF膜材料一統(tǒng)江湖 三種主流制備方法都有致命傷
在國(guó)際及國(guó)內(nèi)，應(yīng)用MBR的超濾膜材料基本上都是以PVDF為主。目前主要有三種制備形式的PVDF超濾膜材料，分別是濕法紡絲（占MBR市場(chǎng)容量的60%以上），熱致項(xiàng)（以日本旭化成為代表，日本旭化成企業(yè)率先于2000年左右研發(fā)了熱致項(xiàng)制備PVDF方法，但并沒(méi)有應(yīng)用于中國(guó)市場(chǎng)，2005年開(kāi)始在中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用，目前最具代表性的項(xiàng)目是廣州大亞灣的石化項(xiàng)目）兩種制備方法，以及在濕法紡絲制備的基礎(chǔ)上增加支撐管（以美國(guó)GE和日本三菱公司為主要代表企業(yè)）。在濕法紡絲生產(chǎn)PVDF的膜企業(yè)中，膜的質(zhì)量差別也比較大，一般都不能強(qiáng)度高、通量高兩點(diǎn)兼具。
目前這三種制備PVDF膜材料的方法都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，而且每一種方法的缺點(diǎn)對(duì)于MBR工程應(yīng)用都是致命傷，下表為對(duì)于三種方法的綜合比較。
| 濕法紡絲 | 熱致項(xiàng) | 帶支撐管 | |
| 優(yōu)點(diǎn) | 通量大 | 強(qiáng)度高、通量大 | 濕法紡絲基礎(chǔ)上強(qiáng)度增加 |
| 缺點(diǎn) | 強(qiáng)度低 | 親水性差 | 曝氣量大、氣水比高 |
| 對(duì)于MBR的影響 | 易斷，壽命短 | 耐污染性能不如濕法紡絲 | 曝氣量大增加電耗 |
國(guó)內(nèi)企業(yè)數(shù)量及實(shí)力增強(qiáng) 外資企業(yè)國(guó)內(nèi)掘金形勢(shì)不如國(guó)外
國(guó)際市場(chǎng)上，日本的久保田和美國(guó)的GE公司占據(jù)了全球和北美市場(chǎng)的主要份額。2000年～2005年間，歐洲、美國(guó)的MBR工程項(xiàng)目數(shù)量增長(zhǎng)迅速，這期間歐洲各國(guó)應(yīng)用MBR的污水處理工程每年以70個(gè)以上的數(shù)量遞增，2005年左右開(kāi)始，MBR工程項(xiàng)目的數(shù)量在東南亞各國(guó)開(kāi)始遞增。在我國(guó)，MBR工程項(xiàng)目也是在2005年左右的時(shí)候開(kāi)始從工業(yè)、建筑給排水領(lǐng)域向市政給水、排水領(lǐng)域拓展，并在2005年到2010年間發(fā)展迅速。
自日本旭化成企業(yè)于2005年的時(shí)候?qū)嶂马?xiàng)制備PVDF的超濾膜材料應(yīng)用于大亞灣的石化項(xiàng)目開(kāi)始，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)開(kāi)始研發(fā)并采用熱致項(xiàng)的方法制備PVDF超濾膜。2009年以前，對(duì)于帶支撐管的PVDF超濾膜材料的制備主要以美國(guó)的GE和日本的三菱公司為主，2009年開(kāi)始國(guó)內(nèi)有4～5家企業(yè)開(kāi)始自主研發(fā)、生產(chǎn)帶支撐管的PVDF超濾膜，且開(kāi)始應(yīng)用工程項(xiàng)目，以北京的碧水源為代表。目前美國(guó)GE、日本三菱、德國(guó)西門子公司在華均無(wú)生產(chǎn)PVDF的工廠。
中國(guó)MBR市場(chǎng)前景好于國(guó)際 應(yīng)用規(guī)模不斷破紀(jì)錄
據(jù)中國(guó)水網(wǎng)MBR專題調(diào)查組調(diào)查顯示，截至目前我國(guó)污水處理工程項(xiàng)目中，規(guī)模在萬(wàn)噸級(jí)/天以上的MBR工程項(xiàng)目約有40多個(gè)，涉及市政排水、工業(yè)廢水領(lǐng)域。當(dāng)前已經(jīng)運(yùn)行最大規(guī)模的MBR工程項(xiàng)目是湖北十堰神定河污水處理廠改造工程，該項(xiàng)目于2009年10月投入運(yùn)行，設(shè)計(jì)規(guī)模是11萬(wàn)噸/天，設(shè)計(jì)出水排入神定河，總投資1.7億元人民幣，運(yùn)行費(fèi)用約0.6元人民幣/噸水。今年，北京市清河15萬(wàn)噸/天的再生水廠已經(jīng)簽約北京碧水源公司，采用MBR工藝技術(shù)。
未來(lái)五年P(guān)VDF仍是主流 三種制備方法有望結(jié)合
調(diào)研中，多位膜材料的專家均預(yù)測(cè)，未來(lái)5年內(nèi)，MBR的超濾膜材料仍將以PVDF為主流趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上有望結(jié)合濕法紡絲、熱致項(xiàng)以及增加支撐管三種制備方法的優(yōu)勢(shì)，制備具有高通量、高強(qiáng)度、高親水性能的PVDF超濾膜材料。我國(guó)曾在天津工業(yè)大學(xué)設(shè)置了中空纖維膜的研發(fā)課題，在杭州水中心設(shè)置了反滲透膜的研發(fā)中心，調(diào)研中了解到，天津工業(yè)大學(xué)中空纖維膜材料與膜過(guò)程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地的呂曉龍教授正在對(duì)于PVDF各種性能做加強(qiáng)性研發(fā)，如異形PVDF等。
